Su ile metal bileşikleri. Metaller: metallerin ve alaşımların genel özellikleri. IV. Tuzlarının çözeltilerinden daha az aktif metallerin daha aktif metallerinin yer değiştirmesi

Metaller ile, en basit maddeler şeklinde sunulan bir grup element kastedilmektedir. Yüksek elektriksel ve termal iletkenlik, pozitif sıcaklık direnç katsayısı, yüksek süneklik ve metalik parlaklık gibi karakteristik özelliklere sahiptirler.

Şimdiye kadar keşfedilen 118 kimyasal elementten metallerin şunları içermesi gerektiğine dikkat edin:

• alkali toprak metalleri grubu arasında 6 element;
• alkali metaller arasında 6 element;
• geçiş metalleri arasında 38;
• hafif metaller 11 grubunda;
• yarı metaller arasında 7 element,
• 14 lantanitler ve lantan arasında,
• Aktinitler ve aktinyumlar grubunda 14,
• Tanımın dışında berilyum ve magnezyum vardır.

Buna dayanarak, 96 element metallere aittir. Metallerin nelerle reaksiyona girdiğine daha yakından bakalım. Çoğu metal, harici elektronik seviyede 1'den 3'e kadar az sayıda elektrona sahip olduğundan, reaksiyonlarının çoğunda indirgeyici ajanlar olarak hareket edebilirler (yani elektronlarını diğer elementlere bağışlarlar).

En basit elementlerle reaksiyonlar

• Altın ve platine ek olarak, kesinlikle tüm metaller oksijenle reaksiyona girer. Ayrıca reaksiyonun gümüşle yüksek sıcaklıklarda gerçekleştiğine, ancak normal sıcaklıklarda gümüş(II) oksit oluşmadığına dikkat edin. Metalin özelliklerine bağlı olarak oksijen ile reaksiyonu sonucunda oksitler, süperoksitler ve peroksitler oluşur.

İşte kimyasal oluşumların her birine örnekler:

1. lityum oksit - 4Li + O 2 \u003d 2Li 2 O;
2. potasyum süperoksit - K + O 2 \u003d KO 2;
3. sodyum peroksit - 2Na + O 2 \u003d Na 2 O 2.

Peroksitten oksit elde etmek için aynı metal ile indirgenmesi gerekir. Örneğin, Na 2 O 2 + 2Na \u003d 2Na 2 O. Düşük aktif ve orta metallerde, benzer bir reaksiyon yalnızca ısıtıldığında meydana gelir, örneğin: 3Fe + 2O 2 \u003d Fe 3 O 4.

• Metaller azot ile sadece aktif metallerle reaksiyona girebilir, ancak oda sıcaklığında sadece lityum etkileşime girerek nitrürler oluşturabilir - 6Li + N 2 \u003d 2Li 3 N, ancak ısıtıldığında böyle bir kimyasal reaksiyon meydana gelir 2Al + N 2 \u003d 2AlN , 3Ca + N2 = Ca3N2.
• Kesinlikle tüm metaller, altın ve platin hariç, kükürt ve oksijen ile reaksiyona girer. Demirin yalnızca kükürt ile ısıtıldığında bir sülfür oluşturarak etkileşime girebileceğini unutmayın: Fe+S=FeS
• Sadece aktif metaller hidrojen ile reaksiyona girebilir. Bunlar, berilyum hariç, IA ve IIA gruplarının metallerini içerir. Bu tür reaksiyonlar, yalnızca ısıtıldığında hidritler oluşturarak gerçekleştirilebilir.

  Hidrojenin oksidasyon durumu dikkate alındığından 1, bu durumda metaller indirgeyici ajanlar olarak işlev görür: 2Na + H2 \u003d 2NaH.

• En aktif metaller ayrıca karbon ile reaksiyona girer. Bu reaksiyon sonucunda asetilenitler veya metanitler oluşur.

Hangi metallerin suyla reaksiyona girdiğini ve bu reaksiyon sonucunda ne verdiklerini düşünün? Asetilenler su ile etkileşime girdiğinde asetilen verecek ve suyun metanitlerle reaksiyonu sonucunda metan elde edilecektir. İşte bu reaksiyonlara örnekler:

1. Asetilen - 2Na + 2C \u003d Na2C2;
2. Metan - Na2C2 + 2H20 \u003d 2NaOH + C2H2.

Asitlerin metallerle reaksiyonu

Asitli metaller de farklı tepkime verebilir. Tüm asitlerle, yalnızca metallerin hidrojene elektrokimyasal aktivitesi serisinde bulunan metaller reaksiyona girer.

Metallerin hangi maddelerle tepkimeye girdiğini gösteren bir yer değiştirme tepkimesi örneği verelim. Başka bir şekilde, böyle bir reaksiyona redoks reaksiyonu denir: Mg + 2HCl \u003d MgCl 2 + H 2 ^.

Bazı asitler, hidrojenden sonraki metallerle de etkileşime girebilir: Cu + 2H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 ^ + 2H 2 O.

Böyle bir seyreltik asidin aşağıdaki klasik şemaya göre bir metal ile reaksiyona girebileceğini unutmayın: Mg + H 2 SO 4 \u003d MgSO 4 + H 2 ^.

Metallerin kimyasal özellikleri: oksijen, halojenler, kükürt ile etkileşim ve su, asitler, tuzlar ile ilişkisi.

Metallerin kimyasal özellikleri, atomlarının harici bir enerji seviyesinden elektronları kolayca bırakıp pozitif yüklü iyonlara dönüşme yeteneklerinden kaynaklanmaktadır. Böylece, kimyasal reaksiyonlarda metaller, enerjik indirgeyici ajanlar olarak hareket eder. Bu onların ana ortak kimyasal özelliğidir.

Bireysel metalik elementlerin atomlarında elektron bağışlama yeteneği farklıdır. Bir metal elektronlarından ne kadar kolay vazgeçerse, o kadar aktif olur ve diğer maddelerle o kadar şiddetli reaksiyona girer. Araştırmaya göre tüm metaller azalan aktivitelerine göre sıralanmıştır. Bu seri ilk olarak seçkin bilim adamı N. N. Beketov tarafından önerildi. Böyle bir dizi metal aktivitesine, metallerin yer değiştirme serisi veya elektrokimyasal metal voltaj serisi de denir. Şuna benziyor:

Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Рt, Au

Bu seriyi kullanarak hangi metalin diğerinin aktifi olduğunu öğrenebilirsiniz. Bu seri, metal olmayan hidrojen içerir. Görünür özellikleri, bir tür sıfır olarak karşılaştırma için alınır.

İndirgeyici ajan özelliklerine sahip olan metaller, başta metal olmayanlar olmak üzere çeşitli oksitleyici ajanlarla reaksiyona girer. Metaller, normal koşullar altında veya ısıtıldığında oksitler oluşturmak üzere oksijenle reaksiyona girer, örneğin:

2Mg0 + O02 = 2Mg+2O-2

Bu reaksiyonda magnezyum atomları oksitlenir ve oksijen atomları indirgenir. Sıranın sonundaki soy metaller oksijenle reaksiyona girer. Halojenlerle reaksiyonlar aktif olarak meydana gelir, örneğin bakırın klor içinde yanması:

Cu0 + Cl02 = Cu+2Cl-2

Kükürtlü reaksiyonlar çoğunlukla ısıtıldığında meydana gelir, örneğin:

Fe0 + S0 = Fe+2S-2

Mg'deki metallerin aktivite serisindeki aktif metaller, alkaliler ve hidrojen oluşturmak için su ile reaksiyona girer:

2Na0 + 2H+2O → 2Na+OH + H02

Al'den H2'ye orta aktiviteye sahip metaller, daha şiddetli koşullar altında su ile reaksiyona girer ve oksitler ve hidrojen oluşturur:

Pb0 + H+2O Metallerin kimyasal özellikleri: oksijen ile etkileşim Pb+2O + H02.

Bir metalin çözeltideki asitler ve tuzlarla reaksiyona girme yeteneği, aynı zamanda metallerin yer değiştirme dizisindeki konumuna da bağlıdır. Metallerin yer değiştirme serisindeki hidrojenin solundaki metaller genellikle hidrojeni seyreltik asitlerden alır (indirgenir) ve hidrojenin sağındaki metaller hidrojenin yerini almaz. Bu nedenle çinko ve magnezyum asit çözeltileri ile reaksiyona girerek hidrojen açığa çıkarır ve tuzlar oluştururken bakır reaksiyona girmez.

Mg0 + 2H+Cl → Mg+2Cl2 + H02

Zn0 + H+2SO4 → Zn+2SO4 + H02.

Bu reaksiyonlardaki metal atomları indirgeyici ajanlardır ve hidrojen iyonları oksitleyici ajanlardır.

Metaller sulu çözeltilerde tuzlarla reaksiyona girer. Aktif metaller, daha az aktif metalleri tuzların bileşiminden uzaklaştırır. Bu, metallerin aktivite serilerinden belirlenebilir. Reaksiyon ürünleri yeni bir tuz ve yeni bir metaldir. Bu nedenle, bir demir plaka bir bakır (II) sülfat çözeltisine daldırılırsa, bir süre sonra bakır üzerinde kırmızı bir kaplama şeklinde öne çıkacaktır:

Fe0 + Cu+2SO4 → Fe+2SO4 + Cu0 .

Ancak bir gümüş plaka, bir bakır (II) sülfat çözeltisine daldırılırsa, reaksiyon olmaz:

Ag + CuSO4 ≠ .

Bu tür reaksiyonları gerçekleştirmek için, suyla reaksiyona girebilen çok aktif metaller (lityumdan sodyuma) alınmamalıdır.

Bu nedenle metaller metal olmayanlar, su, asitler ve tuzlarla reaksiyona girebilir. Tüm bu durumlarda metaller oksitlenir ve indirgeyici maddelerdir. Metalleri içeren kimyasal reaksiyonların gidişatını tahmin etmek için bir dizi metal yer değiştirmesi kullanılmalıdır.

Metallerin teknolojik, fiziksel, mekanik ve kimyasal özellikleri vardır. Fiziksel olanlar renk, elektriksel iletkenliği içerir. Bu grubun özellikleri ayrıca metalin termal iletkenliği, eriyebilirliği ve yoğunluğunu içerir.

Mekanik özellikler arasında plastisite, elastikiyet, sertlik, mukavemet, viskozite bulunur.

Metallerin kimyasal özellikleri arasında korozyon direnci, çözünürlük ve oksitlenebilirlik bulunur.

"Akışkanlık", sertleşebilirlik, kaynaklanabilirlik, süneklik gibi özellikler teknolojiktir.

Fiziksel özellikler

1. Renk. Metaller ışığı kendi aralarında iletmezler yani opaktırlar. Yansıyan ışıkta her elementin kendi tonu vardır - bir renk. Teknik metaller arasında sadece bakır ve onunla birlikte alaşımların rengi vardır. Kalan elemanlar, gümüş-beyazdan gri-çeliğe bir renk tonu ile karakterize edilir.
2. Füzyon. Bu özellik, sıcaklığın etkisi altındaki elemanın bir katıdan sıvı hale geçme yeteneğini gösterir. Eriyebilirlik metallerin en önemli özelliği olarak kabul edilir. Isıtma sürecinde, katı haldeki tüm metaller sıvı hale geçer. Erimiş madde soğutulduğunda, bir sıvıdan katı bir duruma ters bir geçiş meydana gelir.
3. Elektiriksel iletkenlik. Bu özellik, elektriği serbest elektronlarla aktarma yeteneğini gösterir. Metalik cisimlerin elektrik iletkenliği, metalik olmayanlardan binlerce kat daha fazladır. Sıcaklık arttıkça elektriğin iletkenliği azalır ve buna bağlı olarak sıcaklık azaldıkça artar. Alaşımların elektrik iletkenliğinin, alaşımı oluşturan herhangi bir metalinkinden her zaman daha düşük olacağına dikkat edilmelidir.
4. Manyetik özellikler. Açıkça manyetik (ferromanyetik) elementler, yalnızca kobalt, nikel, demir ve bunların bir dizi alaşımını içerir. Ancak belirli bir sıcaklığa ısıtma sürecinde bu maddeler manyetizmalarını kaybederler. Oda sıcaklığındaki bireysel demir alaşımları ferromanyetik değildir.
5. Termal iletkenlik. Bu özellik, kendisini oluşturan parçacıkların görünür hareketi olmadan, daha ısıtılmış bir gövdeden daha az ısıtılmış olana ısı aktarma yeteneğini gösterir. Yüksek düzeyde ısıl iletkenlik, metallerin eşit ve hızlı bir şekilde ısıtılmasını ve soğutulmasını sağlar. Teknik unsurlar arasında bakır en yüksek göstergeye sahiptir.

Metaller kimyada ayrı bir yer tutar. Uygun özelliklerin varlığı, belirli bir maddenin belirli bir alanda kullanılmasına izin verir.

Metallerin kimyasal özellikleri

1. Korozyon direnci. Korozyon, bir maddenin çevre ile elektrokimyasal veya kimyasal bir ilişki sonucunda tahrip olmasıdır. En yaygın örnek demirin paslanmasıdır. Korozyon direnci, birçok metalin en önemli doğal özelliklerinden biridir. Bu bakımdan gümüş, altın, platin gibi maddelere soylu denir. Korozyon direnci yüksektir Nikel ve diğer demir dışı metaller, demir dışı metallere göre daha hızlı ve daha güçlü bir şekilde tahribata uğrar.
2. Oksitlenebilirlik. Bu özellik, elementin oksitleyici ajanların etkisi altında O2 ile reaksiyona girme yeteneğini gösterir.
3. çözünürlük Sıvı halde sınırsız çözünürlüğe sahip metaller katılaştıklarında katı çözeltiler oluşturabilirler. Bu çözümlerde, bir bileşenden gelen atomlar, yalnızca belirli sınırlar içinde başka bir bileşene gömülür.

Unutulmamalıdır ki metallerin fiziksel ve kimyasal özellikleri bu elementlerin temel özelliklerinden biridir.

Metallerin basit oksitleyici ajanlarla etkileşimi. Metallerin suya oranı, sulu asit çözeltileri, alkaliler ve tuzlar. Oksit film ve oksidasyon ürünlerinin rolü. Metallerin nitrik ve konsantre sülfürik asitlerle etkileşimi.

Metaller, bordan astatine çizilen köşegenden periyodik tablonun alt kısmında yer alan tüm s-, d-, f-elementlerinin yanı sıra p-elementlerini içerir. Bu elementlerin basit maddelerinde metalik bir bağ gerçekleşir. Metal atomlarının dış elektron kabuğunda 1, 2 veya 3 miktarında az sayıda elektronu vardır. Metaller elektropozitif özellikler sergiler ve ikiden az olmak üzere düşük elektronegatifliğe sahiptir.

Metallerin karakteristik özellikleri vardır. Bunlar, sudan ağır, metalik parlaklığa sahip katı maddelerdir. Metaller yüksek ısı ve elektrik iletkenliğine sahiptir. Çeşitli dış etkilerin etkisi altında elektron emisyonu ile karakterize edilirler: ışıkla ışınlama, ısıtma sırasında, kopma sırasında (eksoelektronik emisyon).

Metallerin ana özelliği, diğer maddelerin atomlarına ve iyonlarına elektron verme yetenekleridir. Metaller, vakaların büyük çoğunluğunda indirgeyici ajanlardır. Ve bu onların karakteristik kimyasal özelliğidir. Metallerin, metal olmayanlar, su, asitler gibi basit maddeler içeren tipik oksitleyici ajanlara oranını düşünün. Tablo 1, metallerin basit oksitleyici ajanlara oranı hakkında bilgi sağlar.

tablo 1

Metallerin basit oksitleyici ajanlara oranı

Tüm metaller flor ile reaksiyona girer. İstisnalar, nem yokluğunda alüminyum, demir, nikel, bakır, çinkodur. Bu elementler, flor ile reaksiyona girdiğinde, başlangıçta metalleri daha fazla reaksiyondan koruyan florür filmleri oluşturur.

Aynı koşullar ve nedenlerle demir, klor ile reaksiyona girerek pasifleştirilir. Oksijenle ilgili olarak, hepsi değil, yalnızca birkaç metal yoğun koruyucu oksit filmleri oluşturur. Flordan nitrojene geçerken (tablo 1), oksitleyici aktivite azalır ve bu nedenle artan sayıda metal oksitlenmez. Örneğin, yalnızca lityum ve toprak alkali metaller nitrojen ile reaksiyona girer.

Metallerin suya ve oksitleyici ajanların sulu çözeltilerine oranı.

Sulu çözeltilerde, bir metalin indirgeme aktivitesi, standart redoks potansiyelinin değeri ile karakterize edilir. Tüm standart redoks potansiyelleri aralığından, tablo 2'de gösterilen bir dizi metal voltajı ayırt edilir.

Tablo 2

Sıralı stres metalleri

oksitleyici ajan	elektrot proses denklemi	Standart elektrot potansiyeli φ 0, V	İndirgen madde	İndirgeyici ajanların koşullu aktivitesi
+	Li + + e - = Li	-3,045	Li	Aktif
Rb+	Rb + + e - = Rb	-2,925	Rb	Aktif
B+	K + + e - = K	-2,925	K	Aktif
Cs+	Cs + + e - = Cs	-2,923	C'ler	Aktif
Ca2+	Ca 2+ + 2e - = Ca	-2,866	CA	Aktif
Na+	Na + + e - = Na	-2,714	Na	Aktif
Mg2+	Mg 2+ +2 e - \u003d Mg	-2,363	mg	Aktif
3+	Al 3+ + 3e - = Al	-1,662	Al	Aktif
2+	Ti 2+ + 2e - = Ti	-1,628	Ti	evlenmek aktivite
Mn2+	Mn 2+ + 2e - = Mn	-1,180	Mn	evlenmek aktivite
Cr2+	Kr 2+ + 2e - = Kr	-0,913	cr	evlenmek aktivite
H2O	2H20+ 2e - \u003d H2 + 2OH -	-0,826	H2 , pH=14	evlenmek aktivite
Zn2+	Zn 2+ + 2e - = Zn	-0,763	çinko	evlenmek aktivite
cr3+	Kr 3+ +3e - = Kr	-0,744	cr	evlenmek aktivite
Fe2+	Fe 2+ + e - \u003d Fe	-0,440	Fe	evlenmek aktivite
H2O	2H20 + e - \u003d H2 + 2OH -	-0,413	H2 , pH=7	evlenmek aktivite
CD2+	Cd 2+ + 2e - = Cd	-0,403	CD	evlenmek aktivite
CO2+	Co 2+ +2 e - \u003d Co	-0,227	ortak	evlenmek aktivite
Ni2+	Ni 2+ + 2e - = Ni	-0,225	Ni	evlenmek aktivite
2+	Sn 2+ + 2e - = Sn	-0,136	sn	evlenmek aktivite
2+	Pb 2+ + 2e - = Pb	-0,126	Pb	evlenmek aktivite
Fe3+	Fe 3+ + 3e - \u003d Fe	-0,036	Fe	evlenmek aktivite
H+	2H + + 2e - =H2		H2 , pH=0	evlenmek aktivite
Bi 3+	Bi 3+ + 3e - = Bi	0,215	bi	Küçük aktif
Cu2+	Cu 2+ + 2e - = Cu	0,337	Cu	Küçük aktif
Cu+	Cu + + e - = Cu	0,521	Cu	Küçük aktif
Hg 2 2+	Hg 2 2+ + 2e - = Hg	0,788	Hg 2	Küçük aktif
Ag+	Ag + + e - = Ag	0,799	Ag	Küçük aktif
Hg2+	Hg 2+ + 2e - \u003d Hg	0,854	hg	Küçük aktif
Puan 2+	Pt 2+ + 2e - = Pt	1,2	nokta	Küçük aktif
Au 3+	Au 3+ + 3e - = Au	1,498	Au	Küçük aktif
Au +	Au++e-=Au	1,691	Au	Küçük aktif

Bu gerilim dizisinde, asidik (рН=0), nötr (рН=7), alkali (рН=14) ortamdaki hidrojen elektrotunun elektrot potansiyellerinin değerleri de verilmiştir. Belirli bir metalin bir dizi voltajdaki konumu, standart koşullar altında sulu çözeltilerdeki etkileşimleri redoks etme yeteneğini karakterize eder. Metal iyonları oksitleyici ajanlardır ve metaller indirgeyici ajanlardır. Metal voltaj serisinde ne kadar uzak olursa, sulu bir çözeltideki oksitleyici ajanın iyonları o kadar güçlü olur. Metal sıranın başına ne kadar yakınsa, indirgeyici madde o kadar güçlüdür.

Metaller tuz çözeltilerinden birbirlerinin yerini alabilirler. Bu durumda reaksiyonun yönü, gerilim serilerindeki karşılıklı konumları ile belirlenir. Aktif metallerin hidrojeni yalnızca sudan değil, aynı zamanda herhangi bir sulu çözeltiden de uzaklaştırdığı akılda tutulmalıdır. Bu nedenle, metallerin tuzlarının çözeltilerinden karşılıklı olarak yer değiştirmesi, yalnızca magnezyumdan sonraki voltaj serilerinde bulunan metaller söz konusu olduğunda meydana gelir.

Tüm metaller, aşağıdaki tabloda yansıtılan üç koşullu gruba ayrılmıştır.

Tablo 3

Metallerin koşullu bölünmesi

Su ile etkileşim. Sudaki oksitleyici madde hidrojen iyonudur. Bu nedenle, standart elektrot potansiyelleri sudaki hidrojen iyonlarının potansiyelinden daha düşük olan sadece bu metaller su tarafından oksitlenebilir. Ortamın pH'ına bağlıdır ve

φ \u003d -0,059 pH.

Nötr bir ortamda (рН=7) φ = -0,41 V. Metallerin su ile etkileşiminin doğası Tablo 4'te sunulmuştur.

Serinin başlangıcından itibaren, -0,41 V'den çok daha negatif bir potansiyele sahip olan metaller, hidrojeni sudan uzaklaştırır. Ancak zaten magnezyum hidrojeni yalnızca sıcak sudan uzaklaştırıyor. Normalde, magnezyum ve kurşun arasında bulunan metaller, hidrojeni sudan ayırmaz. Bu metallerin yüzeyinde koruyucu etkisi olan oksit filmleri oluşur.

Tablo 4

Nötr bir ortamda metallerin su ile etkileşimi

Metallerin hidroklorik asit ile etkileşimi.

Hidroklorik asitteki oksitleyici madde hidrojen iyonudur. Bir hidrojen iyonunun standart elektrot potansiyeli sıfırdır. Bu nedenle, tüm aktif metaller ve ara aktivitedeki metaller asitle reaksiyona girmelidir. Sadece kurşun pasivasyon gösterir.

Tablo 5

Metallerin hidroklorik asit ile etkileşimi

Bakır, düşük aktif metallere ait olmasına rağmen, çok konsantre hidroklorik asit içinde çözülebilir.

Metallerin sülfürik asit ile etkileşimi farklı şekilde gerçekleşir ve konsantrasyonuna bağlıdır.

Metallerin seyreltik sülfürik asit ile reaksiyonu. Seyreltik sülfürik asit ile etkileşim, hidroklorik asit ile aynı şekilde gerçekleştirilir.

Tablo 6

Metallerin seyreltik sülfürik asit ile reaksiyonu

Seyreltik sülfürik asit, hidrojen iyonu ile oksitlenir. Elektrot potansiyelleri hidrojenden daha düşük olan metallerle etkileşime girer. Kurşunun sülfürik asitle etkileşimi sırasında oluşan PbSO 4 tuzu çözünmez olduğundan ve metal yüzeyinde koruyucu bir film oluşturduğundan, kurşun sülfürik asitte %80'in altındaki konsantrasyonda çözünmez.

Metallerin konsantre sülfürik asit ile etkileşimi.

Konsantre sülfürik asitte, +6 oksidasyon durumundaki kükürt, oksitleyici bir ajan görevi görür. Sülfat iyonunun bir parçasıdır SO 4 2-. Bu nedenle, konsantre asit, standart elektrot potansiyeli oksitleyici ajanınkinden daha düşük olan tüm metalleri oksitler. Oksitleyici ajan olarak sülfat iyonu içeren elektrot işlemlerinde elektrot potansiyelinin en yüksek değeri 0,36 V'tur. Sonuç olarak, bazı düşük aktif metaller ayrıca konsantre sülfürik asit ile reaksiyona girer.

Orta aktiviteli metaller (Al, Fe) için, yoğun oksit filmlerinin oluşumu nedeniyle pasivasyon gerçekleşir. Kalay, kalay (IV) sülfat oluşumu ile dört değerlikli duruma oksitlenir:

Sn + 4 H 2 SO 4 (kons.) \u003d Sn (SO 4) 2 + 2SO 2 + 2H 2 O.

Tablo 7

Metallerin konsantre sülfürik asit ile etkileşimi

Kurşun, çözünür kurşun hidrosülfat oluşumu ile iki değerlikli duruma oksitlenir. Cıva, cıva (I) ve cıva (II) sülfatları oluşturmak için sıcak konsantre sülfürik asit içinde çözünür. Kaynayan konsantre sülfürik asitte gümüş bile çözünür.

Metal ne kadar aktif olursa, sülfürik asidin indirgenme derecesinin o kadar derin olduğu akılda tutulmalıdır. Aktif metallerde asit esas olarak hidrojen sülfüre indirgenir, ancak başka ürünler de mevcuttur. örneğin

Zn + 2H2SO4 \u003d ZnSO 4 + SO2 + 2H20;

3Zn + 4H2S04 = 3ZnSO 4 + S↓ + 4H20;

4Zn + 5H 2 SO 4 \u003d 4ZnSO 4 \u003d 4ZnSO 4 + H 2 S + 4H 2 O.

Metallerin seyreltik nitrik asit ile etkileşimi.

Nitrik asitte, +5 oksidasyon durumundaki nitrojen, oksitleyici bir ajan olarak işlev görür. Oksitleyici ajan olarak seyreltik asidin nitrat iyonu için elektrot potansiyelinin maksimum değeri 0,96 V'tur. Bu kadar büyük bir değer nedeniyle nitrik asit, sülfürik asitten daha güçlü bir oksitleyici ajandır. Bu, nitrik asidin gümüşü oksitlemesi gerçeğinden açıkça görülmektedir. Asit ne kadar derine indirgenirse, metal o kadar aktif olur ve asit o kadar seyreltik olur.

Tablo 8

Seyreltik nitrik asit ile metallerin reaksiyonu

Metallerin konsantre nitrik asit ile etkileşimi.

Konsantre nitrik asit genellikle nitrojen dioksite indirgenir. Konsantre nitrik asidin metallerle etkileşimi tablo 9'da sunulmuştur.

Asit eksikliğinde ve karıştırılmadan kullanıldığında, aktif metaller onu nitrojene ve orta aktiviteli metaller karbon monoksite indirger.

Tablo 9

Konsantre nitrik asidin metallerle etkileşimi

Metallerin alkali çözeltilerle etkileşimi.

Metaller alkaliler tarafından oksitlenemez. Bunun nedeni alkali metallerin güçlü indirgeyici maddeler olmasıdır. Bu nedenle iyonları en zayıf oksitleyici ajanlardır ve sulu çözeltilerde oksitleyici özellikler göstermezler. Bununla birlikte, alkalilerin mevcudiyetinde, suyun oksitleyici etkisi, onların yokluğundan daha büyük ölçüde kendini gösterir. Bu nedenle, alkali çözeltilerde metaller, hidroksitler ve hidrojen oluşturmak üzere su ile oksitlenir. Oksit ve hidroksit amfoterik bileşikler ise, alkali bir çözelti içinde çözülürler. Sonuç olarak, saf suda pasif olan metaller, alkali çözeltilerle kuvvetli bir şekilde etkileşime girer.

Tablo 10

Metallerin alkali çözeltilerle etkileşimi

Çözünme işlemi iki aşamada sunulur: metalin su ile oksidasyonu ve hidroksitin çözünmesi:

Zn + 2HOH \u003d Zn (OH) 2 ↓ + H2;

Zn (OH) 2 ↓ + 2NaOH \u003d Na 2.

Metaller kimyasal aktivitelerinde büyük farklılıklar gösterir. Bir metalin kimyasal aktivitesi, kabaca içindeki konumuna göre değerlendirilebilir.

En aktif metaller bu sıranın başında (solda), en aktif olmayan - sonunda (sağda) bulunur.
Basit maddelerle reaksiyonlar. Metaller, ikili bileşikler oluşturmak için metal olmayanlarla reaksiyona girer. Reaksiyon koşulları ve bazen ürünleri, farklı metaller için büyük ölçüde değişir.
Örneğin, alkali metaller, oksitler ve peroksitler oluşturmak için oda sıcaklığında oksijenle (hava dahil) aktif olarak reaksiyona girer.

4Li + O2 = 2Li20;
2Na + O2 \u003d Na2O2

Ara aktivite metalleri, ısıtıldıklarında oksijen ile reaksiyona girer. Bu durumda oksitler oluşur:

2Mg + O2 \u003d t 2MgO.

Aktif olmayan metaller (örneğin altın, platin) oksijen ile reaksiyona girmez ve bu nedenle pratik olarak havada parlaklıklarını değiştirmezler.
Çoğu metal, kükürt tozu ile ısıtıldığında karşılık gelen sülfürleri oluşturur:

Karmaşık maddelerle reaksiyonlar. Tüm sınıfların bileşikleri metaller - oksitler (su dahil), asitler, bazlar ve tuzlarla reaksiyona girer.
Aktif metaller, oda sıcaklığında su ile şiddetli reaksiyona girer:

2Li + 2H20 \u003d 2LiOH + H2;
Ba + 2H20 \u003d Ba (OH) 2 + H 2.

Örneğin magnezyum ve alüminyum gibi metallerin yüzeyi, ilgili oksitten oluşan yoğun bir film ile korunur. Bu su ile reaksiyonu engeller. Bununla birlikte, bu film çıkarılırsa veya bütünlüğü bozulursa, bu metaller de aktif olarak reaksiyona girer. Örneğin, toz magnezyum sıcak su ile reaksiyona girer:

Mg + 2H20 \u003d 100 ° C Mg (OH) 2 + H 2.

Yüksek sıcaklıklarda, daha az aktif metaller de su ile reaksiyona girer: Zn, Fe, Mil, vb. Bu durumda ilgili oksitler oluşur. Örneğin, sıcak demir talaşlarının üzerinden su buharı geçirildiğinde aşağıdaki reaksiyon meydana gelir:

3Fe + 4H 2 O \u003d t Fe3 O 4 + 4H 2.

Hidrojene kadar olan aktivite serilerindeki metaller asitlerle (HNO 3 hariç) reaksiyona girerek tuzlar ve hidrojen oluşturur. Aktif metaller (K, Na, Ca, Mg) asit çözeltileriyle çok şiddetli reaksiyona girer (yüksek hızda):

Ca + 2HCl \u003d CaCl2 + H2;
2Al + 3H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2.

Aktif olmayan metaller genellikle pratik olarak asitlerde çözünmezler. Bunun nedeni, yüzeylerinde çözünmeyen bir tuz filminin oluşmasıdır. Örneğin, hidrojene kadar aktivite serisinde bulunan kurşun, yüzeyinde çözünmeyen tuzlardan oluşan bir film (PbS04 ve PbCl2) oluşturduğundan, seyreltik sülfürik ve hidroklorik asitlerde pratik olarak çözünmez.

Oy vermek için JavaScript'i etkinleştirmeniz gerekir